一种细铝带用滚剪刀具、滚剪机构及其使用方法与流程

1.本发明属于机械加工用刀具领域，更具体地说，涉及一种细铝带用滚剪刀具、滚剪机构及其使用方法。


背景技术：

2.新能源行业中，锂电池制造占据一定的市场份额，随着经济的发展，锂电池制造逐渐从发展趋于稳定。众所周知，锂电池的极耳正极材料材质为铝片，铝片是通过细铝带再次分切得到，随着锂电池市场的逐步扩大，用量也在不断的上升，对应的细铝带生产也在不断的提升产量，规模化、智能化的生产设备投入生产中，目前一般通过分条机对宽铝带进行切割分为细铝带。分条机包括机架和安装在机架上的一对或多对滚剪刀具，滚剪刀具的轴上安装相间的胶垫和刀片，利用上、下滚剪刀上刀片的间隙剪切板材，其中，滚剪刀具上的刀片对应插入其相对的胶垫位置，利用胶垫与其相邻刀片的高度差，施以剪切力，将宽铝带剪成细条状。
3.经检索，目前公开的滚剪刀具包括以下的情况：1)中国专利申请号为201720317152.3，申请公开日为2017年11月24日的专利申请文件公开了一种高精度滚剪刀，该滚剪刀包括刀轴、滚剪刀片和刀垫，还包括导套，导套与所述的刀轴键连接，其两端设置有圆螺母；导套两端设置有外螺纹，该螺纹上设置有螺母；螺母的内侧设置有垫片；垫片的内侧设置有导向片；滚剪刀片和刀垫交替设置在导向片的内侧；2)中国专利申请号为201520830137.x，申请公开日为2016年4月20日的专利申请文件公开了一种滚剪刀具，包括能够转动并且可以上下移动实现咬合的上刀组和下刀组；上刀组包括交替排列的圆柱状第一刀片和第一胶垫，下刀组包括交替排列的第二刀片和第二胶垫；第一胶垫的半径略大于第一刀片的半径，第二胶垫的半径略大于第二刀片的半径；相邻第一刀片之间的距离、相邻第二刀片之间的距离、第一刀片的厚度以及第二刀片的厚度均相等；第一刀片在竖直方向上位于相邻两个第二刀片之间，第二刀片在竖直方向上位于相邻两个第一刀片之间；3)中国专利申请号为201920304286.0，申请公开日为2020年4月10日的专利申请文件公开了一种带材加工刀具，包括刀具主体以及滚压刀齿，刀具主体为圆柱形，滚压刀齿均布于刀具主体周侧；刀具主体轴向开有安装孔，安装孔上开有键槽；滚压刀齿包括间隔设置的长刀齿和短刀齿，长刀齿的长度与刀具主体的宽度相同，短刀齿的长度小于刀具主体的宽度；短刀齿的两端设有圆弧倒角；刃口角度α为40
°
～70
°
，前刃斜角β为8
°
；4)中国专利申请号为201621310216.9，申请公开日为2017年6月6日的专利申请文件公开了一种滚剪刀具，包括平行布置的第一转轴与第二转轴，第一转轴外套设有第一刀具组，第二转轴外套设有第二刀具组，第一转轴设置有第一对刀机构，第二转轴设置有第二对刀机构，第二对刀机构上设置有与第一对刀机构匹配的对位槽，其中，当第一对刀机构正对对位槽时，第一刀具组与第二刀具组处于正确对位状态。
4.上述的这些专利公开的滚剪刀具也是目前可以用于细铝带滚剪的，但是在实际切割过程中，滚剪刀具与宽铝带的剪切包括挤压、磨削等多个复杂的动作，然而由于铝本身的
材质较软，其延展性较好，挤压过程使得铝带存在一定的微变形；此外，磨削过程也会形成部分的微粉铝颗粒，微变形和微粉铝颗粒均为微观的物理变化或物质。目前很少有人关注这些微观的变化，以至于生产得到的细铝带存在以下的问题：1)细铝带的边缘存在毛刺；2)细铝带的边缘形成有微切口(显微结构)，在卷曲过程中，由于卷曲拉力造成应力集中，极容易由微切口处断裂；3)由于微粉铝颗粒粘附在滚剪刀具上，细铝带的表面容易形成划伤或划痕。
5.此外，中国专利申请号为202020781960.7，申请公开日为2020年12月11日的专利申请文件公开了一种滚剪刀具及其滚剪机构，该滚剪刀具包括刀轴、滚剪刀片和隔离环，滚剪刀片和隔离环交替设置于刀轴上，隔离环由合金钢内环和弹性体外环(材质为丁腈橡胶或金属橡胶)组合而成，其中，滚剪刀片的直径等于隔离环的直径；滚剪机构由若干个滚剪刀具纵向排列，其中，各滚剪刀具上的滚剪刀片与相邻滚剪刀具上的隔离环一一对应，在剪切操作时，各滚剪刀具上的滚剪刀片挤压相邻滚剪刀具上的隔离环，形成上下滚剪刀片的间隙进行剪切。该专利公开的滚剪刀具同样存在一些问题，例如：1)多个刀片组装在一起，隔离环的弹性体外环采用橡胶材质，虽然可以增大传输的摩擦力，以及方便滚剪，在滚切过程中，其中一个刀片产生微小的振动由于弹性体外环的隔振无法快速地传递至周边的刀片进而无法快速消解掉，造成铝带的边缘为波浪形(俗称荷叶边)；2)多个刀片组合安装，每一个刀片上均开设有与刀轴定位的定位槽，对于采用分体式刀片的滚剪刀具来说，在更换时直接将损坏的或者刀钝的刀片取出，再安装新的分体式刀片，但是由于分体式刀片容易晃动，此时安装起来较为麻烦，效率较低；3)在滚切过程中，滚剪刀具还容易出现跑偏现象。


技术实现要素：

6.1、要解决的问题
7.针对上述的问题，本发明提供一种细铝带用滚剪刀具，消除滚剪刀具的刀片振动，提高滚剪的精度。
8.本发明还提供一种基于上述的细铝带用滚剪刀具应用的滚剪机构，其目的在于保证细铝带的剪切精度。
9.本发明还提供一种基于上述细铝带用滚剪刀具应用的滚剪机构的使用方法，其目的在于提高生产效率，同时提高细铝带的剪切质量。
10.2、技术方案
11.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
12.本发明的细铝带用滚剪刀具，该滚剪刀具包括刀轴、滚剪刀片和隔离环，所述滚剪刀片和隔离环分别设有若干个，并且交替设置于刀轴上，其中，所述滚剪刀片的直径等于隔离环的直径，即隔离环用于确定各滚剪刀片的间距和调整上下刀片的间隙，所述滚剪刀片的直径等于隔离环的直径，所述隔离环由合金钢内环、弹性部件及合金钢外环由内至外组合而成，所述弹性部件一端连接合金钢内环，另一端连接合金钢外环。
13.于本发明一种可能的实施方式中，所述弹性部件为压缩弹簧、橡胶圈或气囊，优选的为气囊。考虑到隔离环整体安装的问题，首先将弹性部件安装到合金钢内环上，然后置于水平操作台上，将合金钢外环套在弹性部件上，然后依次固定。
14.于本发明一种可能的实施方式中，所述橡胶圈通过金属胶水与合金钢内环、合金
钢外环连接。
15.于本发明一种可能的实施方式中，所述合金钢内环上环设有若干底座，气囊通过压板、螺钉固定在底座上。考虑气囊材质的特殊性，气囊不能与合金钢外环直接固定连接，因此气囊的顶部通过压板、螺钉固定在合金钢块上，合金钢块抵靠在合金钢外环内侧且由金属胶水粘合连接。
16.于本发明一种可能的实施方式中，所述气囊内部设有一限位块，限位块固定在所述底座上。
17.于本发明一种可能的实施方式中，所述限位块为丁腈橡胶块或金属橡胶块。
18.于本发明一种可能的实施方式中，所述合金钢内环上均设有至少三个磁性吸力元件，每个磁性吸力元件包括第一磁力件和第二磁力件，所述第一磁力件包括第一磁柱和第一磁片，所述第一磁柱的一端为磁性连接部，另一端为直径小于磁性连接部的轴向向下延伸为外螺纹，所述磁性连接部的一端面轴向设有用于连接磁片的空腔，所述第一磁片连接在磁性连接部的空腔中；所述第二磁力件包括第二磁柱和第二磁片，所述第二磁柱的一端为磁性连接部，另一端为直径小于磁性连接部的轴向向下延伸为内螺纹，所述磁性连接部的一端面轴向设有用于连接磁片的空腔，所述第二磁片连接在磁性连接部的空腔中；第一磁柱的外螺纹与第二磁柱的内螺纹配合。
19.于本发明一种可能的实施方式中，所述第一磁力件和第二磁力件的磁性连接部均形成有工具沉槽，所述工具沉槽为一字型沉槽、十字形沉槽、正三角形沉槽、正方形沉槽、正五边形沉槽或正六边形沉槽。
20.于本发明一种可能的实施方式中，所述第一磁片、第二磁片均通过粘合剂固定在磁性连接部的空腔中。
21.于本发明一种可能的实施方式中，还包括边刀和边刀垫，所述边刀安装在刀轴上，用于限制隔离环在刀轴上的轴向位移，所述边刀垫安装在刀轴上，用于限制滚剪刀片在刀轴上的轴向位移，其中，边刀的直径等于隔离环的直径，边刀垫的直径小于滚剪刀片的直径，其目的在于释放所剪切金属薄片边缘受到的应力，给予金属薄片边缘弯曲空间，避免剪切质量不佳。
22.于本发明一种可能的实施方式中，还包括垫套，所述垫套套在刀轴长度方向的两端，用于限制边刀和边刀垫在刀轴上的轴向位移，垫套的长短取决于隔离环、滚剪刀片、边刀、边刀垫在刀轴上组合的长度；或还包括螺母，用于限制垫套在刀轴上的轴向位移；所述螺母为双螺母防松结构。
23.本发明提供了一种基于上述滚剪刀具应用的滚剪机构，包括若干个滚剪刀具纵向排列，其中，各滚剪刀具上的滚剪刀片与相邻滚剪刀具上的隔离环一一对应，在剪切操作时，各滚剪刀具上的滚剪刀片挤压相邻滚剪刀具上的隔离环，形成上下滚剪刀片的间隙进行剪切。
24.本发明提供了一种上述滚剪机构的使用方法，包括以下具体的步骤：
25.步骤s101、将若干滚剪刀具按照纵向的排列依次固定；
26.步骤s102、在待滚剪的宽铝带表面铺设一层薄膜；
27.步骤s103、将上述的宽铝带穿过上下滚剪刀具之间，并调整上下滚剪刀具的间距；
28.步骤s104、启动分条机，对宽铝带进行滚剪分条。
29.3、有益效果
30.相比于现有技术，本发明的有益效果为：
31.(1)本发明的细铝带用滚剪刀具，充分利用隔离环的合金钢外环的金属属性，具有较好的传递振动效果，尤其是当滚剪刀片的微小振动，滚剪刀片与合金钢外环接触，即可将振动传递，有效地消解振动，从而提高滚剪的精度；弹性部件在下压时，具有一定的形变，不影响刀具的正常使用；
32.(2)本发明的细铝带用滚剪刀具，结构简单，易于制造；
33.(3)采用本发明的使用方法，在待滚剪的宽铝带表面铺设一层薄膜；在分条时候，在宽铝带材料表面设置衬纸或贴保护膜的步骤，可以减少铝带表面的划伤或者划痕。
附图说明
34.图1为本发明细铝带用滚剪刀具的结构示意图
35.图2为本发明细铝带用滚剪刀具的隔离环的一种结构示意图；
36.图3为图2的a部放大图；
37.图4为本发明细铝带用滚剪刀具的隔离环的另一种结构示意图；
38.图5为本发明细铝带用滚剪刀具的隔离环的另一种结构示意图。
39.图6为图2的后视图；
40.图7为图4的后视图；
41.图8为图5的后视图；
42.图9为本发明隔离环的第一磁力件和第二磁力件连接示意图；
43.图10为本发明隔离环的第二磁柱结构示意图。
44.附图标记说明：
45.100、刀轴；
46.200、滚剪刀片；
47.300、隔离环；310、合金钢内环；311、底座；312、压板；313、螺钉；314、限位块；315、通孔；320、弹性部件；321、气囊；322、橡胶圈；323、压缩弹簧；324、合金钢块；330、合金钢外环；340、第一磁力件；341、第一磁柱；342、第一磁片；343、外螺纹；350、第二磁力件；351、第二磁柱；352、第二磁片；353、内螺纹；
48.400、边刀；
49.500、边刀垫；
50.600、垫套；
51.700、螺母。
具体实施方式
52.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
53.实施例1
54.如图1至10所示，本实施例的细铝带用滚剪刀具包括刀轴100、滚剪刀片200和隔离环300，所述滚剪刀片200和隔离环300分别设有若干个，并且交替设置于刀轴100上，其中，所述滚剪刀片200的直径等于隔离环300的直径，即隔离环300用于确定各滚剪刀片200的间
距和调整上下刀片的间隙，所述滚剪刀片200的直径等于隔离环300的直径；所述隔离环300由合金钢内环310、弹性部件320及合金钢外环330由内至外组合而成，所述弹性部件320一端连接合金钢内环310，另一端连接合金钢外环330。该滚剪刀具充分利用隔离环的合金钢外环的金属属性，具有较好的传递振动效果，尤其是当滚剪刀片的微小振动，滚剪刀片与合金钢外环接触，即可将振动传递，有效地消解振动，从而提高滚剪的精度；弹性部件在下压时，具有一定的形变，不影响刀具的正常使用。
55.铝带在被剪切刃口切开时，由于铝带的厚薄、成分、性能不同，上下刀盘之间的侧隙和重叠量也不同。在实际生产中，由于侧隙和重叠量的影响，致使被分切后的铝带边部产生翘边和毛刺缺陷，影响了分切产品的质量。对一些有特定要求的铝材产品，必须要在被分切后再到专用的修边装置进行修整，即需要使用离线式的整形装置对分切后铝带边部作修边处理。
56.例如某种铝带的最大应力为244.79mpa，采用现有技术的滚剪刀具生产得到的细铝带，在细铝带的边缘存在毛刺尖角，当最大应力大于拉伸强度时，铝带沿着尖角处断裂，经过多次铝带拉伸试验结果证明，铝带断裂位置沿着根部尖角处开始产生裂纹，最后在根部处断裂。而采用本实施例的滚剪刀具，细铝带的边缘平整光滑，且不存在毛刺尖角，在最大应力大于拉伸强度时，经过多次铝带拉伸试验结果证明，铝带拉断的概率较目前下降3-5％，具有较好的应用前景。
57.在本实施例中，所述弹性部件320为压缩弹簧323、橡胶圈322或气囊321。其中，所述橡胶圈322通过金属胶水与合金钢内环310、合金钢外环330连接。当所述弹性部件320优选的为气囊321时，所述合金钢内环310上环设有若干底座311，气囊321通过压板312、螺钉313固定在底座311上。在气囊321的一侧，设置有气嘴(图中未标注)，通过气嘴可以实现进气与出气。
58.在使用过程中，由于气囊321存在漏气的可能，故而在所述气囊321内部设有一限位块314，限位块314固定在所述底座311上；所述限位块314为丁腈橡胶块或金属橡胶块，通过限位块314的限位，起到一定的支撑作用。
59.考虑气囊321材质的特殊性，气囊321不能与合金钢外环330直接固定连接，因此气囊321的顶部通过压板、螺钉(图中均未标注)固定在合金钢块324上，合金钢块324抵靠在合金钢外环330内侧且由金属胶水粘合连接。安装时，气囊321最后充气，并且每一个气囊321的充气量基本保持一致，从而保证合金钢外环330与合金钢内环310的同心布置。
60.根据上述的结构，为了安装更换方便，所述合金钢内环310上均设有至少三个磁性吸力元件。当需要更换分体式滚剪刀片时，只需将分体式滚剪刀片取下，将新的分体式滚剪刀片套装在刀轴上，相邻的两隔离环上的磁性吸力元件由两侧可以吸附滚剪刀片，操作工人快速的将紧固螺钉紧固便可完成更换，消除了安装时的麻烦。
61.此外，众所周知，对于长距离输送的极片或者料带，难以保证极片行进偏移的误差被包含工作范围内，被切割设备所切割，使用存在较大的局限性，容易切割产生残次品。发明人还惊奇地发现，本实施例的细铝带用滚剪刀具在使用过程中，滚剪过程中不易发生偏移，滚剪的精度较高。不难发现，本实施例的滚剪刀具的弹性部件具有自动纠偏的功能，从而避免了宽铝带滚剪过程中的跑偏。
62.具体的，每个磁性吸力元件包括第一磁力件340和第二磁力件350，所述第一磁力
件340包括第一磁柱341和第一磁片342，所述第一磁柱341的一端为磁性连接部，另一端为直径小于磁性连接部的轴向向下延伸为外螺纹343，所述磁性连接部的一端面轴向设有用于连接磁片的空腔，所述第一磁片342连接在磁性连接部的空腔中；所述第二磁力件350包括第二磁柱351和第二磁片352，所述第二磁柱351的一端为磁性连接部，另一端为直径小于磁性连接部的轴向向下延伸为内螺纹353，所述磁性连接部的一端面轴向设有用于连接磁片的空腔，所述第二磁片352连接在磁性连接部的空腔中；第一磁柱341的外螺纹343与第二磁柱351的内螺纹353配合。所述第一磁片342、第二磁片352均通过粘合剂固定在磁性连接部的空腔中，这里使用的粘合剂可以为金属胶水等。
63.为了制作的便捷性，第一磁柱341和第二磁柱351的材质相同，第一磁片342和第二磁片352的材质、大小相同，如图1所述，具体的安装时，在合金钢内环310上开设四个通孔，分别位于四个象限点位置，第一磁力件340和第二磁力件350穿过通孔通过螺丝刀同时对拧，然后固定在合金钢内环310上。
64.在本实施例中，为了方便第一磁力件340和第二磁力件350的配合安装，对应的第一磁力件340和第二磁力件350的磁性连接部均形成有工具沉槽(图中未标注)，所述工具沉槽为一字型沉槽、十字形沉槽、正三角形沉槽、正方形沉槽、正五边形沉槽或正六边形沉槽。优选的，工具沉槽为一字型沉槽或十字形沉槽，在某特定场合，可以选用正六边形沉槽。
65.本发明的细铝带用滚剪刀具应用的滚剪机构，包括若干滚剪刀具纵向排列，其中，各滚剪刀具上的滚剪刀片200与相邻滚剪刀具上的隔离环300一一对应，在剪切操作时，各滚剪刀具上的滚剪刀片200挤压相邻滚剪刀具上的隔离环300，形成上下滚剪刀片200的间隙进行剪切；所述的滚剪刀具包括刀轴100、滚剪刀片200和隔离环300，所述滚剪刀片200和隔离环300分别设有若干个，并且交替设置于刀轴100上，其中，所述滚剪刀片200的直径等于隔离环300的直径，即隔离环300用于确定各滚剪刀片200的间距和调整上下刀片的间隙，所述滚剪刀片200的直径等于隔离环300的直径。
66.本实施例的刀轴100为圆柱状，其中间位置套接安装有6个滚剪刀片200、6个隔离环300、一个边刀400、一个边刀垫500、两段垫套600。其中，6个滚剪刀片200和6个隔离环300交替排列，隔离环300的作用是用于确定各滚剪刀片的间距和调整上下刀片的间隙，其中心位置开设通孔315用于将隔离环300安装到刀轴100上，通孔315的孔状与刀轴100上的安装台形状相配合。
67.此外，位于最左边的隔离环300旁设置有边刀400，边刀400的直径于隔离环300的直径相同，其作用是用于限制隔离环300在刀轴100上的轴向位移。位于最右边的滚剪刀片200旁设置有边刀垫500，其作用是用于限制滚剪刀片200在刀轴100上的轴向位移，边刀垫500的直径要小于滚剪刀片200的直径；边刀400和边刀垫500旁各设置有一段垫套600，用于限制边刀400和边刀垫500在刀轴100上的轴向位移，垫套600套接在刀轴100上，并且使用螺母700来将其固定在刀轴100上。
68.在实际操作过程中，可以选择刀轴100的两端均采用螺母700加以固定，也可以在加工刀轴100时在其中一端预留垫套600的固定端，即只需一端使用螺母700固定即可，本实施例的螺母700采用双螺母防松结构，加强固定效果。
69.本实施例的滚剪机构的使用方法，包括以下具体的步骤：
70.步骤s101、将若干滚剪刀具按照纵向的排列依次固定；
71.步骤s102、在待滚剪的宽铝带表面铺设一层薄膜；在分条时候，在宽铝带材料表面设置衬纸或贴保护膜的步骤，可以减少铝带表面的划伤或者划痕；
72.步骤s103、将上述的宽铝带穿过上下滚剪刀具之间，并调整上下滚剪刀具的间距；
73.步骤s104、启动分条机，对宽铝带进行滚剪分条。
74.下面以具体的一种铝带为例，宽铝带材料剪切精度：0.2～1.2mm≤0.05mm；分切条数：≤20条；穿带速度：15m/min；工作速度：≤100～180m/min。采用上述的滚剪刀具，细铝带的边缘几乎没有毛刺，光滑平整，且经过大量的现场使用证明，细铝带出现荷叶边的几率降低至目前的平均水平值。